[发明专利]热泵装置、空调机以及制冷机

说明书

技术领域

本发明涉及使用压缩机的热泵装置，特别是应用于空调机、制冷机、温水机等的热泵装置。

背景技术

作为现有的热泵装置，有为了提高空调机启动制热时的起动速度而在制热时的运转停止过程中向压缩机供给高频低电压的热泵装置(例如，参见专利文献1)。作为相同的技术，还有在检测到空调机的周围温度为低温状态时，向压缩机供给与通常运转期间相比高频的单相交流电压的热泵装置(例如，参见专利文献2)。

此外，还有为了防止产生制冷剂休眠现象，在对压缩机进行预加热的限制通电中，作为压缩机电动机的驱动信号，通过两相调制方式的PWM输出，生成以规定相位角进行静止输出的信号的热泵装置(例如，参见专利文献3)。

专利文献1：日本实开昭60-68341号公报

专利文献2：日本特开昭61-91445号公报

专利文献3：日本特开2007-166766号公报

发明内容

在上述专利文献1和2中，示出了基于外部空气温度的下降而对压缩机施加高频交流电压来对压缩机进行加热或保温，从而使压缩机内部的润滑作用顺利进行的技术。

但是，在专利文献1没有针对高频低电压的详细记载，因为没有考虑到取决于转子停止位置的输出变化，因此存在有可能无法获得所需的压缩机加热量的问题。

另一方面，在上述专利文献2中，记载了以例如25kHz的高频单相交流电源施加电压，并示出了如下效果，通过避开可听声频率范围来抑制噪音，通过避开共振频率来抑制振动，通过基于绕组电感量的小电流化来减少输入以及防止温度上升、以及抑制压缩机的旋转部的旋转。

但是，在专利文献2的技术中，因为是高频单相交流电源，所以如专利文献2的图3所示那样，所产生的全部开关元件断开的全断开区间比较长。此时，存在如下问题，高频电流不会经由回流二极管回流到电动机而是再生为直流电源，断开区间的电流的衰减快，高频电流无法高效率地流过电动机，从而压缩机的加热效率恶化。此外，在使用小型小铁损的电动机的情况下，还存在相对于施加电压的发热量变小，无法以可使用范围内的电压获得所需加热量的问题。

此外，在专利文献3中公开了通过使直流电流流过电动机绕组的限制通电，以不使转子旋转的方式进行予热的技术。

但是，随着近年的电动机的高效率设计，电动机的绕组电阻有减小的趋势，所以在如专利文献3所示的在电动机绕组中流过直流电流的予热方法的情况下，发热量是通过绕组电阻与电流的平方来得出的，因此绕组电阻减少的话电流必须相应地增加。其结果是，逆变器的损失增大而导致发热会成为问题，还会出现可靠性下降、散热结构成本增加等其他问题。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于获得一种不受电动机的转子停止位置影响而能够稳定加热压缩机的热泵装置、空调机以及制冷机。

此外，其目的还在于获得一种能够有效实现所需加热输出的热泵装置、空调机以及制冷机。

为了解决上述问题并达成目的，本发明的热泵装置，其具备：压缩机，其包括压缩制冷剂的压缩机构以及驱动上述压缩机构的电动机；热交换器；逆变器，其对上述电动机施加期望的电压；以及逆变器控制部，其包括生成上述逆变器的驱动信号的驱动信号生成部以及在对上述电动机施加上述电动机无法旋转驱动的高频电压来加热上述压缩机的情况下控制上述驱动信号生成部的加热运转模式控制部，该热泵装置的特征在于，上述加热运转模式控制部具备：磁极位置推断部，其基于上述电动机的感应电压对表示上述电动机的转子停止位置的磁极位置进行推断；以及振幅相位决定部，其基于上述磁极位置的推断结果以及预先指定的所需加热量，来决定以正弦波表现的电压指令的振幅以及相位，将该决定出的振幅以及相位通知上述驱动信号生成部，使其生成基于通知内容的驱动信号。

根据本发明所涉及的热泵装置，能够不取决于电动机的转子停止位置稳定地加热压缩机、避免制冷剂休眠现象，并且能够实现节能化的效果。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的热泵装置的实施方式1的结构示例的图。

图2是表示热泵装置的主要结构的一个示例的图。

图3是表示嵌入式磁铁型同步电动机的转子构造的图。

图4是表示从具备图3所示的转子的电动机的定子侧观察的电感特性的图。

图5是表示与图4所示的电感特性相对应的电流特性的图。

图6是表示PWM信号生成部的一相的信号生成方法的图。

图7是表示过热运转时的逆变器的8种开关模式的图。